剪力墙结构的内力及位移计算

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1、剪力墙结构的内力及位移计算本章内容：一、剪力墙结构的计算图1、剪力墙结构的计算图—水平荷载下剪力墙的计算截面2、剪力墙的分类（1）整体墙和小开口整体墙（2）双肢剪力墙和多肢剪力墙（3）框支剪力墙（4）开有不规则大洞口的墙二、剪力墙构件的受力特点和分类依据1、影响剪力墙受力性能的两个主要指标（1）肢强系数（2）剪力墙整体性系数2、单榀剪力墙受力特点（水平力作用下墙肢中的整体弯矩和局部弯矩）3、剪力墙的分类（1）整截面剪力墙（2）整体小开口剪力墙（3）联肢剪力墙（4）壁式框架三、剪力墙的计算方法1、整体墙和小开口整体墙的计算642、双肢墙的计算

2、1）连续连杆法的基本假设2）力法方程的建立3）基本方程的解4）双肢墙的内力计算5）双肢墙的位移与等效刚度6）关于墙肢剪切变形和轴向变形的影晌7）关于各类剪力墙划分判别式的讨论64一、剪力墙结构的计算图1、剪力墙结构的计算图—水平荷载下剪力墙的计算截面下图为一高层建筑剪力墙结构的平面布置及剖面示意图。从图中可以看出，剪力墙结构是由一系列的竖向纵、横墙和平面楼板组合在一起的—个空间盒子式结构体系。按照对高层建筑结构计算的基本假定及计算图取法，它可以按纵、横两方向的平面抗侧力结构进行分析。64为了方便，下面采用简单的图形说明问题。下图所示为剪力墙

3、结构，在横向水平荷载作用下，只考虑横墙起作用，而“略去”纵墙的作用。在纵向水平荷载作用时，只考虑纵墙起作用，而“略去”横墙的作用。需要指出的是，这里所谓“略去”另一方向剪力墙的影响，并非完全略去，而是将其影响体现在与它相交的另一方向剪力墙结构端部存在的翼缘，将翼缘部分作为剪力墙的一部分来计算。64根据《高层规程》的规定，计算剪力墙结构的内力和位移时，应考虑纵、横墙的共同工作，即纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘，横墙的一部分也可作为纵墙的有效冀缘。现浇剪力墙有效翼缘的宽度可按下表所列各项中最小值取用。64剪力墙通常是布置得规则、拉通、对直的。

4、在双十形和井形平面的建筑中，当各墙段轴线错开距离a不大于实体连接墙厚度的8倍，且不大于2.5m时，整片墙可以作为整体平面剪力墙考虑，计算所得内力应乘以增大系数1.2，等效刚度应乘以折减系数0.8。当折线形剪力墙的各墙段总转角不大于15度时，可按平面剪力墙考虑。2、剪力墙的分类64以上是从平面布置的角度对剪力墙结构计算图的一些分析。每榀剪力墙从其本身开洞的情况又可以分为各种类型。由于墙的型式不同，相应的受力特点、计算图与计算方法也不相同。（1）整体墙和小开口整体墙没有门窗洞口或只有很小的洞口，可以忽略洞口的影响。这种类型的剪力墙实际上是—个整

5、体的悬臂墙，符合平面假定，正应力为直线规律分布，这种墙叫整体墙。当门窗洞口稍大一些，墙肢应力中已出现局部弯矩，但局部弯矩的值不超过整体弯矩的15％时，可以认为截面变形大体上仍符合平面假定，按材料力学公式计算应力，然后加以适当的修正。这种墙叫小开口整体墙。64（2）双肢剪力墙和多肢剪力墙开有—排较大洞口的剪力墙叫双肢剪力墙，开有多排较大洞口的剪力墙叫多肢剪力墙。由于洞口开得较大，截面的整体性已经破坏，正应力分布较直线规律差别较大。其中，洞口更大些，且连梁刚度很大，而墙肢刚度较弱的情况，已接近框架的受力特性，有时也称为壁式框架。64（3）框支剪

6、力墙当底层需要大的空间，采用框架结构支承上部剪力墙时，就是框支剪力墙。（4）开有不规则大洞口的墙有时由于建筑使用的要求会出现开有不规则大洞口的墙。64二、剪力墙构件的受力特点和分类依据剪力墙又称结构墙或抗震墙，其高度一般与整个房屋的高度相同，宽度也较大，但厚度却很薄，一般仅200~300mm。因此，剪力墙在其墙身平面内的侧向刚度很大，而出平面的刚度很小，可忽略不计。剪力墙可看作为底部固定在基础顶面的竖向悬臂板，在屋面和中间楼层处，楼、屋盖支承在剪力墙上，它们把竖向荷载和水平荷载传给剪力墙的同时，也起着支撑约束剪力墙的作用，防止剪力墙发生出平

7、面失稳。剪力墙上开门窗洞口后，使洞口至墙边及相邻墙肢之间形成墙肢，上下洞口间形成连梁。所以剪力墙是由墙肢和连梁两类构件组成。如下图所示。64641、影响剪力墙受力性能的两个主要指标（1）肢强系数定义为肢强系数，为所有墙肢截面对组合截面形心的面积矩之和，为所有墙肢截面惯性矩之和。洞宽趋近于零时，趋近于0.75；洞宽等于墙肢截面高度时，。可见越小，洞宽小，墙肢强。*剪力墙与框架的判别如果墙上洞口宽度增大，墙肢的截面高度就减小，肢强系数增大，墙肢变弱。当洞口宽度增大到在水平力作用下，每个楼层的墙肢都有反弯点时，就不再是剪力墙，而是壁式框架了。研究

8、表明，肢强系数时，大多数楼层的墙肢将不出现反弯点，即为剪力墙，肢强系数时，为框架或壁式框架。Z值可查下表取得：6464（2）剪力墙整体性系数定义为剪力墙整体性系数，大，连梁对墙肢